群落生态学3-群落演替2013-04-2

次生演替 次生演替：开始于次生裸地上的植物群 落演替。
次生裸地：指地面上植物现已被消灭， 但土壤中仍保留原来群落中的植物繁殖 体，如种子、植物的根系等的裸地。
次生演替的特点
① 次生演替是在外力作用下，使原有植物群落 （草原或森林）解体或消失，直至形成次生 裸地，再从次生裸地上逐渐建立新的植物群 落，并进行群落演替； ② 群落的复生：当外力干扰、破坏作用停止后， 次生演替一般是趋向于恢复到受破坏前的原 生群落类型； ③ 次生演替由于起始点较高（生境条件较好， 又有种源），因而建成新的群落并进行演替 时的速度都比较快。

探讨干扰对群落演替过程的影响 Q：生态系统干扰如何驱动植物群落的 演替变化？ 理解物种生活史特征与干扰响应的关系

问题：



How would you describe the diagram produced, is it more like a forest, a grassland or a shrubland? What happens during a fire? A landslide? Grazing? What about during no disturbance periods? Which species tend to increase in abundance during times of no disturbance? What traits do they have in common?

快速演替(几年或十几年)
4 按照引起演替的主导因素划分

内因生态演替或内因动态演替
演替发生的主要原因是群落内不同物种间的竞 争、抑制或种类成分（主要是建群种）的生命 活动，改变了群落的环境，不利于原来的成员， 为其他植物的更新创造了有利的生态环境，如 此相互作用，使演替不断向前发展。

外因生态演替或外因动态演替
三 群落演替基本类型
基质性质 初 始 条 件 演 替 方 向 原生演替 旱生原生演替 水生原生演替
主 导 因 素 时 间 进 程 代 谢 特 征
外因动态演替
内因动态演替 世纪演替 长期演替 快速演替
次生演替 群落复生 进展演替
逆行演替
循环演替
自养演替
异养演替
1 原生演替和次生演替
原生演替


原生演替：开始于原生裸地上的植物群落 演替。 原生裸地：指以前完全没有植物的地段， 或原来存在过植被，但被彻底消灭，甚至 植被下的土壤条件也不复存在。
原生演替的基本系列

旱生演替系列：原生演替中开始于裸露 岩石、砂地等干旱基质上的演替。
地衣植物群落阶段 苔藓植物群落阶段 草本 植物群落阶段 灌木群落阶段 乔木植物群 落阶段

水生演替系列：从积水发生的原生演替。
自由漂浮植物 阶段 沉水植物阶段 浮叶根生植物 阶段 挺水植物阶段 湿生草本植物 阶段 木本植物阶段
自然群落的特点：
1）种类丰富。尤其是林下二层、三层，
耐荫灌木和地被种类多，季相变化明显
丰富。
2）优势种明显，外貌各异，富有特色。
3）结构紧密，层次分明，复层混交，绿量
大，生态效益好。
栽培群落 （北植碧桃园）
一层：油松、元宝枫 二层：各种碧桃品种，榆叶梅、连翘、紫 薇
三层：野牛草
栽培群落存在的问题：
演替机制总结
可定居的空间
只有演替初期 物种能定居 促进 环境不适于早期物种 但较适于后期物种 ，早期物种被淘汰
顶极
演替开始 定居的首批物种改变环境
耐受 环境较不适于早期物种， 但对于后期物种，既非 较适宜，又非较不适宜
顶极
各演替阶段的 物种都能定居
抑制
环境不适于所有 物种
顶极
最后存留的物种，其 对环境的改变对其他 物种无促进
先来物种抑制后来物种，使 后者难以入侵和发育，因而物 种替代没有固定的顺序，各种 可能都有，其结果在很大程度 上取决于那一种先到。演替在 更大程度上决定于个体的生活 史对策，因而难以预测。在该 模型中没有一个物种可以被认 为是竞争的优胜者，而是决定 于先到该地，所以演替往往是 从短命种到长命种，而不是由 规律、可预测的物种替代。 Ａ Ｂ
2 按演替方向归类
进展演替
植物群落由低级阶段向高级阶段发展的演替。
逆行演替 植物群落由高级阶段退向低级阶段的演替。 循环演替
非定向演替，发生在一些局部地区，如美国的 北方硬阔叶林中。 山毛榉 黄桦 糖槭
3 演替过程的时间长短
世纪演替：按地质时期计算的演替。 长期演替：以几十年到几百年完成的演替。 世纪演替(>1000a) 快速演替：几年或十几年内完成的演替。 长期演替(200a)
华北地区次生林群落演替
次生群落 松栎疏林 封山 混 多 个 次 生 树种的松栎 混交林 封山 油松林、栎林
原生群落
破坏
破坏 灌 丛
油松、栎类 (纯林或混交 林)
封 山
破坏
荒草坡 破坏
封山 灌 丛 封山
石质山地
草本群落
11
2 按演替方向归类
进展演替 植物群落由低级阶段向高级阶段发展的演替。 逆行演替 植物群落由高级阶段退向低级阶段的演替。 循环演替
四 演替顶极学说

演替顶极和顶极群落 演替过程中，当群落达到与周围环境取得平 衡时(物种组合稳定)，群落演替渐渐变得缓 慢，最后的演替系列阶段称演替顶极；演替 最后阶段的群落称顶极群落。


单元顶级学说 多元顶级学说 顶级格局学说
单元演替顶极学说

单元演替顶极学说（mono-climax theory） 美 Cowles 和 Clements（1916） 认为一个气候区中，植物群落演替朝向一个 共同的终点，其终点取决于该地区的气候性 质，主要表现在顶级群落的优势种能够很好 地适应于该地区的气候条件，这样的群落称 为气候顶极群落。
由于外界环境因素的作用所引起的群落演替。
5 群落的代谢特征

自养性演替（autotrophic succession） P/R>1，群落中能量或有机物增加 异养性演替（heterotrophic succession） P/R<1，群落中能量或有机物减少 P/R=1，顶级群落


Game- 目标
顶极格局假说
顶极格局假说(Climax pattern hypothesis) 美国 Whittaker（1953） 任何区域的环境因子都是不断变化的，随着 环境梯度的变化，各种类型的顶极群落不是 截然呈离散状态，而是连续变化的，因而形 成连续的顶极类型，构成一个顶极群落连续 变化的格局。在这个格局中，分布最广且通 常位于格局中心的顶极群落叫优势顶极。 优势顶极＝气候顶极
群落生态学
第九章 群落的结构 第十章 群落的演替
林学院 侯继华 2013－04
群落生态学
10 群落的演替
林学院 侯继华 2013－04
一 群落演替的基本概念

群落演替 (community succession）又称生态 演替（Ecological succession）：是指在一定 地域内，群落随时间变化，由一种类型转变为 另一种类型的生态过程。
五 群落演替的机制（P261）

J .Connell 和 R.O. Slatyer (1977) 提出了 3种可能的和可检验的物种取代机制： 促进模型 (facilitation model) 抑制模型 (inhibition model) 忍受模型 (tolerance model)

即一个气候相当一致的区域，最终将有一种 连续的和整齐一致的植被普遍的覆盖着。
单元演替顶极学说
对于各种特殊情况的解释
亚顶极：到达气候顶极前的一个相当稳定的 阶段。
偏途顶极：由于强烈而频繁的干扰而引起的 相对稳定的群落。 前顶极：由于局部气候条件比较适宜而产生 的较优越气候区的顶极。 后顶极：特定气候区域内，因局部气候条件 较差而产生的稳定群落。
如何应用生态学原理 恢复、重建、新建一 个群落？
植物的自然群落
百 花 山 海 拔 1600 米 处 ， 北 坡 （ 土 壤 肥 沃 ， PH=6.8）
一层：白桦（少量黑桦和银桦）、山杨。
二层：六道木、小花溲疏、东陵八仙花、
太平花、柔毛锈线菊、卫矛、蓝荆子
三层：铃兰、耧斗菜、舞鹤草、乌头、 草芍药 层间：北五味子（红果）
多元演ax theory）学说 英国学者坦斯利（1954）提出 如果一个群落在某种生境中基本稳定， 能自行繁殖并结束它的演替过程，就可 看作是顶极群落，而不必汇集于一个共 同的气候顶极终点。 因此除气候顶极之外，也有土壤顶极， 地形顶极，火烧顶极等。
问题：


How do early and late successional species differ from each other? Which life-history traits might allow a species to respond well to a fire event. Which traits might make a species a better competitor? What would happen if we stacked the deck to reduce the number of Disturbance Cards? Try it, was your prediction correct?
水 生 演 替 系 列
原生演替特点：


从极端条件开始，向水分适中方向，即中 生化方向发展，经历的时间长，阶段多。 不同的演替系列虽然起点不同，经历的阶 段各异，但演替方向却趋于相同。演替的 最后阶段在湿润气候区是稳定的森林群落， 在半干旱地区，演替则只能停留在草本植 物群落阶段。